2。3。2 瞬时无功功率理论及谐波电流检测方法
三相电路瞬时无功功率原理于20世纪末被提出,该原理日后也被逐步改进。原理提出之初又叫p、q理论,是把瞬时实功率p和瞬时虚功率q的定义为基础,但却没有对相应电流举行定义。具体的理论如下:
ea、eb、ec和ia、ib、ic是各相电压电流瞬时值,分析的时候采用坐标变换,将电压、电流分量变换到空间直角坐标系(α-β坐标系)中,把三相电压和电流变换为α、β分量,即
此为三相变两相的变换矩阵。
α-β坐标轴和abc坐标轴的位置关系如下图, e、i是eα、eβ和iα、iβ的合成矢量,那么有
瞬时有功电流ip和瞬时无功电流iq分别为i在e及其法线上的投影。即
定义三相电路瞬时无功功率q(瞬时有功功率p)为电压矢量e的模和三相电路瞬时无功电流iq(三相电路瞬时有功电流ip)的乘积。即
根据式(2-4)有(2-11)
式中:ω1为电网基波电压的角频率,e为电压矢量的模。
此时,三相瞬时无功功率q(瞬时有功功率p)即为
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把式(2-2)和(2-3)代入上式,得p、q对于三相电压,电流的表达式:
p=eaia+ebib+ecic (2-13)
q=[(eb-ec)ia+(ec-ea)ib+(ea-eb)ic] (2-14)
因此可得,三相电路瞬时有功功率就是其瞬时功率。
结合式(2-11)有
(2-15)
分解ip、iq为直流分量和交流分量,得
在三相电网电压对称无畸变的情况下,对应于基波正序有功电流,对应于基波正序无功电流,和则对应于负序和谐波电流。对ip、iq中不同的电流分量进行反变换,且由于C-1=C,可得
α-β坐标系下的负序和谐波电流: